Sterren in de Andes

Na een maand in kurkdroog Noord Chili is de aankomst in Nederland een rare gewaarwording. Wát een klammigheid. En dat zit hem niet in de tropische temperaturen die hier heersen - verre van dat, het is krap 16 graden Celsius als ik op Schiphol land - maar in de gigantische hoeveelheid vocht in de lucht. Het duurt een paar dagen voor ik daar weer aan gewend ben. En aan het zweet, dat weer uit mijn porieën tevoorschijn komt.

Aha, denk je dan. Aha. Dus dát is het. Diezelfde klamvochtige deken die over Nederland ligt, zorgt er voor dat submillimeterstraling uit het heelal hier niet door de atmosfeer heen komt. En daarom zitten de ALMA-astronomen op die rare, onherbergzame en kurkdroge bergtop in de Chileense Atacama-woestijn.

Ik moest alvast maar eens een reisje boeken. Voor 2012, als alle 66 telescopen bovenop het Chajnantorplateau staan en hun kosmisch ballet uitvoeren. Dat moet een mooi gezicht zijn. En het zou zonde zijn als niemand het ziet. Toch?

Onze laatste dag in Chili zit erop. We hebben bij wijze van afsluiting op Japanse wijze nog wat toeristische highlights meegekregen: zo scheurden we met een noodgang door de Valle de La Luna - vooral leuk vanwege de veelkleurige zonsondergangen daar (zie plaatje hieronder) - maar we waren er midden op de dag en moesten op tijd in Calama zijn om het vliegtuig naar Santiago te halen. We mochten heeeeel even uit het busje om foto’s te maken bij het bordje waar staat dat je er foto’s moet maken. Op de foto links zie je in de verte de Drie Maria’s, zoals de rotsformatie heet.

De LAN-vlucht waarmee we naar Santiago zouden reizen, blijkt overgeboekt, zodat het reisgezelschap over drie verschillende vliegtuigen wordt verdeeld. Uw VPRO-correspondent had het prettige geluk om, samen met RTL-verslaggever Bart Hettema, de businessclas ingedirigeerd te worden. Stoel 1A, ik kan het iedereen aanraden. Koffie uit aardewerk kopjes mét schotel, een glas op een voetje voor de wijn en vliegtuigeten kan best lekker zijn.

De volgende dag blijkt het hele gezelschap gelukkig weer compleet, en met een tussenstop voor een vorstelijke lunch in een van de wijngaarden rond Santiago ‘doen’ we Valparaiso ook nog even. Op zijn Japans, wel te verstaan. Even stoppen bij het uitzichtspunt, even snel souveniertjes shoppen op het marktje bij een van de berglifjes, en dan, met gevaar voor eigen leven, met de funicular naar beneden. Het ding rammelt aan alle kanten, en je kijkt dwars door de houten planken heen waar het ding van is gemaakt. Beneden feliciteren we elkaar dat we het er levend van afgebracht hebben en stappen, voor een korte citytour, weer in het busje. Valparaiso ziet er leuk uit. Geloof ik.

‘Niet zo handig’, is je eerste gedachte als je hoort dat de 66 ALMA-schotels door drie verschillende fabrikanten op drie verschillende continenten gebouwd worden. De Amerikanen en de Europeanen maken elk 25 schotels, de resterende 16 zijn Japans. Gaat dat wel goed, met inches en centimeters, pounds en kilo’s? Maar de ALMA-specialisten verzekeren ons dat dat minor details zijn. De schotelantennes hebben allemaal dezelfde specificaties, dus dat moet goed gaan. En het is onvermijdelijk, met drie samenwerkende partijen. Net als de Amerikanen en de Japanners willen de Europeanen graag dat het ALMA-geld ten goede komt aan hun eigen economie. Dus worden de Amerikaanse schotels door het Amerikaanse bedrijf Vertex gebouwd, en de Europese schotels door Alcatel en de Japanse door Mitsubishi.

Op de foto hieronder zie je Japanse antenneonderdelen op transport door de woestijn.

De schotels worden geassembleerd en getest in OSF, de Operation Support Facility. Na ons bezoek aan de ‘high site’ lopen we nog wat rond tussen de telescopen die er nu staan. Het weer is, ook hier, behoorlijk omgeslagen, wat intrigerende zwarte luchten geeft waartegen de telescopen in het laatste licht van die dag glimmend staan te pronken.

Naast de kwetsbare natuur hebben de ALMA-astronomen ook te maken met de lokale bevolking. Het Chajnantor-plateau, ofwel Tchacknatur in het Kunzu, de taal van de oorspronkelijke Atacameno-bevolking, is sinds mensenheugenis een heilige plaats waar de zon aanbeden wordt. Daar zet je niet zomaar een westers technologisch hoogstandje neer. Uit respect voor de plaatselijke bevolking wordt daarom tijdens elk hoogtepunt gedurende de bouw een Pachamama-ceremonie uitgevoerd. Daarbij voert een sjamaan diverse oude rituelen uit om moeder aarde (Pacha Mama) te danken voor het feit dat wij mensen haar grond omver woelen. Ingrediënten: cocablaadjes, wijn en chicha - maïsbier.

Hoe maïsbier smaakt kan uw verslaggeefster uit eigen ervaring meedelen: zoet, heel erg zoet en met een verradelijk hoog alcoholpercentage van 11,5 procent. Cocabladeren zijn op elke markt verkrijgbaar, en gelden als het lokale panacé tegen de verschijnselen van hoogteziekte. Claus Dirksmeijer probeerde ze uit tijdens een Pachamama-ceremonie. “Kauwen, kauwen en maar hopen dat er iets gebeurt. Maar niks. Teleurstellend, ja.”

Omdat de flora en fauna in dit gebied zo bijzonder en kwetsbaar is, konden de astronomen niet zomaar in het wilde weg wat gaan bouwen. In een Environmental Resolution is met de Chileense overheid overeengekomen dat er zo min mogelijk schade toegebracht zou worden aan de natuur. Omdat het gebied zo onherbergzaam is, was van te voren niet goed bekend welke soorten planten en dieren er nu precies waren. Stap één was dus het in kaart brengen van onder meer de viscacha-kolonies in het gebied, het tellen van de vicunapopulatie en het inventariseren van de cactussoorten.

En dan wil je dus een weg aanleggen. Van het basiskamp op 2900 meter naar het ALMA-plateau, zo’n 40 kilometer verderop en 2000 meter hoger. Een weg die minstens twaalf meter breed moet zijn om de schotels te kunnen transporteren. En dan staat er dus een zeldzame cactus in de weg. Dan zijn er twee opties: je maakt een slinger in de weg, of je verplaatst de cactus. De ALMA-mensen kozen voor de tweede optie. Nu zijn kleine, compacte bolcactussen niet zo moeilijk te verplaatsen: je graaft ze uit, en zet ze een stukje verder in de grond. Goed uitkijken voor de stekels en klaar is kees. Maar de lange Echinopsis atacamensis, die tot wel zeven meter hoog kan worden, verplaats je niet zo eenvoudig. Ze zijn loeizwaar, en er kwamen dan ook stevige kranen aan te pas om de joekels te verplaatsen. In totaal verplaatsten de ecologen vijf Echinopsis-cactussen, en zo’n zeshonderd bolcactussen.

De natuur werkte niet altijd even vanzelfsprekend mee, vertelt Claus Dierksmeijer later. De vele wilde ezels in het gebied wilden nog wel eens tegen zo’n verplaatste cactus aantrappen. ‘Hee, dat stond hier gister nog niet’, zoiets zullen de dieren gedacht hebben. Wammes.

Nee, veel leven is er niet, op 5000 meter boven zeeniveau. Met veel geluk fotografeer je, zoals deze ESO-fotograaf, een piepklein plantje op het Chajnantor plateau.

Maar als je iets lager komt, zo rond de 4000 meter, is het anders. Wilde vosjes, ezels, vicuna’s - een van de vier lama-achtigen in Chili - en natuurlijk het groene konijn, sinds kort het favoriete dier van uw verslaggeefster. Het is officieel geen konijn maar een knaagdierachtige en familie van de chinchilla, maar de viscacha, zoals ie heet, heeft wel verdomd veel weg van een groot konijn. Een konijn met kleine oren, groen haar en een dikke lange krulstaart.

En cactussen dus. Heel veel cactussen. Bolcactussen (Opuntia conoidea), en van die lange zwieperds met armen (Echinopsis atacamensis) . Ze zijn alletwee behoorlijk zeldzaam. De voornaamste conclusie na het aanschouwen van de plaatselijke flora: alles prikt. Don’t touch.

Nog een stuk lager raken je ogen niet uitgekeken op de uitgestrekte Salar de Atacama, met zijn 3000 vierkante kilometer het grootste opgedroogde zoutmeer van Chili. De kleuren van dit bizarre landschap veranderen van grijs naar roze naar wit met fluorescente blauwtinten, irridiserende oranjes en felle gelen. Het is grotendeels dode, uitgebeten natuur, maar hier en daar zijn lagunes brak water waar drie soorten flamingo’s broeden en fourageren.

Het is ongelofelijk, maar waar: alle 66 ALMA-telescopen zijn verplaatsbaar. Via een wegennet van in totaal 80 kilometer lengte kunnen de joekels op de rug van een mega-voertuig, de gele transporter hier links op het plaatje, verreden worden naar een andere standplaats. Op die manier zijn verschillende opstellingen mogelijk, die de telescoop enorm flexibel maken. In de compacte opstelling, als de telescopen allemaal bij elkaar staan, kun je er de meest lichtzwakke signalen mee opvangen. De scherpste plaatjes, maar dan van een veel kleiner stukje heelal, maakt ALMA als de schotels over het hele gebied zijn uitgespreid. En die plaatjes zullen echt loeischerp zijn: tot wel tien keer scherper dan de toch al duizelingwekkende opnames van de Hubbletelescoop.

In de compacte opstelling (links) staan de telescopen bij elkaar in een cirkel met een middellijn van 150 meter. In de meest wijde opstelling (rechts) staan de antennes tot wel 15 kilometer afstand van het centrum.

Tom Beasly, hier op de foto, demonstreert het later in de kantine van basiskamp OSF met blikjes cola en fanta. “Kijk,” schuift hij de frisdrankblikjes op een hoop, “nu zie je wel veel, maar niet zo scherp. Als je inzoomt” - hier plaats hij de blikjes steeds verder uit elkaar - “zie je weliswaar een kleiner stukje van de sterrenhemel, maar met veel meer details”.

Daarnaast zullen de 66 ALMA-telescopen, nagenoeg zonder toeschouwers, vanaf 2012 een ballet opvoeren dat zijn gelijke niet kent. Omdat elke schotelantenne door een ander stukje atmosfeer de ruimte intuurt, moet daar om de paar minuten een correctie voor worden gemaakt. Daarvoor wordt gebruik gemaakt van een kalibratiester, een ster niet al te ver uit de buurt van het object waar de telescopen op gericht zijn. Door de telescopen telkens even op de kalibratiester te richten, kunnen de atmosferische verstoringen boven elke telescoop bepaald worden, en ‘weggerekend’ worden uit de meetresultaten.

Dat klinkt misschien technisch en steriel, maar in de praktijk komt het neer op een reusachtige choreografie voor 66 telescopen. Die zullen namelijk elke drie minuten allemaal tegelijk bewegen. Zwenk, even scherpstellen, en dan weer terug. Elke drie minuten. Twintig keer per uur. Zesenzestig schotels van 12 meter breed. Een stil ballet op 5000 meter hoogte. En er zal (bijna) niemand zijn die het ziet.

Submillimeterstraling - ruwweg het golflengtegebied tussen het infrarode lichtje van de afstandsbediening en dat van de magnetron - valt precies tussen de twee klassieke vensters op het heelal. Het zit, als het middelste kind, ingeklemd tussen de optische sterrenkunde en de radioastronomie.

Omdat het zo moeilijk is de straling op te vangen op aarde, zijn er nog veel witte vlekken in het submillimeterheelal. Niet voor niets is de ALMA-telescoop, nog voor het observatorium af is, al dik overtekend met onderzoeksvoorstellen van sterrenkundigen. “Het is allemaal nieuw, dus het is allemaal de moeite waard,” zegt station manager David Rabanus.

Het allerleukste is dat je met de ALMA-telescoop dwars door het ruimtestof heen kunt kijken. Stofwolken versluieren namelijk het zicht op interessante processen als de geboorte van nieuwe sterren en sterrenstelsels, niet alleen in onze eigen Melkweg, maar ook ver daarbuiten.

Hier twee plaatjes van de Paardenkopnevel. Het plaatje links is gemaakt met een van de optische VLT-telescopen. Veel stof, heel veel stof. Met een submillimetertelescoop kijk je dwars door het stof heen, zoals hier rechts.

Maar waarom? Waarom hebben astronomen juist deze onherbergzame, zelfs vijandige, omgeving uitgekozen om een mega-observatorium te bouwen? Het antwoord zit ‘m in de kurkdroge woestijnlucht, die maakt dat je je de hele dag pijnlijk bewust bent van je droge lippen. “De lucht is hier zó droog, dat als je de kolom boven je hoofd zou samenpersen, er een uiterst dun laagje water overblijft van slechts tweetiende millimeter”, vertelde David Rabanus eerder deze week. Rabanus is sinds een dikke maand station manager van APEX, het nu nog eenzame proefmodel voor de ALMA-telescopen op het Chajnantorplateau.

De APEX en ALMA telescopen zijn gespecialiseerd in straling uit het heelal met een frequentie tussen 30 gigahertz en 1 terahertz, en juist die straling is extreem gevoelig voor vocht in de atmosfeer. “Water is echt de ‘ killer’” , aldus David Rabanus. Submillimeterstraling - want zo heet het - dringt domweg niet door tot de onderste luchtlagen van onze planeet. Je kunt er het beste vanuit de ruimte naar kijken, en om die reden wordt volgend jaar dan ook de Herschel-satelliet gelanceerd.

Maar ‘second best’ is een hoge, droge plek op aarde. Stiekem denken alle submillimeterastronomen dan aan Antarctica, want op de zuidpool is de lucht nóg tien eens keer droger dan op het Chajnantorplateau. Maar het runnen van een sterrenwacht op de zuidpool is vergelijkbaar met het in bedrijf houden van een satelliet als de Hubble of de Herschel: duur, en bijzonder gecompliceerd. Je gaat er niet even naar toe als er iets stuk is. ALMA is relatief goedkoop – 1 miljard euro – en je kunt er, als het weer niet tegenzit, met een schroevendraaier naar toe.

Op 5000 meter is de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer 50 procent van die op zeeniveau. En dat merk je. Waar uw verslaggeefster op 4300 meter heus nog wel een sigaretje durfde op te steken en daar buitengemeen van kon genieten, op 5000 meter is dat toch even anders.

Los van het feit dat het niet heel verstandig is om met een spuitbus puur zuurstofgas in je ene hand een sigaretje aan te steken met de andere, is het zo goed als onmogelijk om de fijne handmotoriek die nodig is om een sjekkie te rollen, op 5000 meter boven zeeniveau uit je brein te voorschijn te trekken. Net zo goed als het onmogelijk is om losgeraakte schoenveters opnieuw te strikken - lang leve het klitteband - of de beslissing te nemen om een kruiskop- of een gewone schroevendraaier in te zetten voor een klusje. Zo vertelt projectmanager Tony Beasly later die dag dat hij bij zijn eerste tocht naar het Chajnantorplateau minuten lang naar de twee schroevendraaiers in zijn handen heeft staan kijken. “I had no idea what to do with them.” En dat snap je pas als je er bent geweest.

Je dankt namelijk eerst god op je knietjes dat je het überhaupt hebt gehaald, die 5000 meter, en je leent je wijsvinger zonder morren als Valentina opnieuw met de knijper het zuurstofgehalte in je bloed komt meten. Stoer, vind je jezelf vooral, als een van je veel jongere collega’s wél van die bejaarde zuurstofslangetjes in zijn neus krijgt aangemeten omdat ie onder de zestig zat en jij, ouwe tevreden roker, niet. Een beetje duizelig af en toe en niet te snel lopen, maar met een pufje zuurstof op zijn tijd gaat alles goed. Toch?

Pas later zie je de foto’s die je daarboven hebt gemaakt. Twee maal de APEX*-telescoop - dat ding waar we voor kwamen - en verder tientallen plaatjes van de bizarre sneeuwformaties ter plekke. Penitenten heten ze, en ze zijn reuzeinteressant want ze komen alleen in de kurkdroge omstandigheden hier hoog in de Andes voor, maar daar kwam ik niet voor. En aantekeningen? Voorzover ik die al gemaakt heb, zijn ze zo goed als onleesbaar. Ik zie een raar, hoekig handschrift dat ik nauwelijks als het mijne herken.

Echte hoogteziekte - HAPE en HACE, uittredend vocht in je longen of je hersenen - is levensbedreigend en de enige remedie is afdalen, en wel zo snel mogelijk. Maar al lang daarvoor laten je cognitieve vermogens je in de steek en sta je te tutten met dingen die je voorheen vanzelfsprekend achtte. Schoenveters, schroevendraaiers en sjekkies dus.

Of telescopen. En dat is mooi onhandig voor de astronomen die juist deze plek hebben uitgezocht om het heelal in te kijken. Je wilt namelijk wel een beetje helder kunnen denken als je een telescoop bestuurt.

Astronoom Andreas Lundgren staat ons te woord in een kleine cabine met extra zuurstof (”And please close the door”) en uitzicht op de APEX*-telescoop, een soort proefmodel voor de 66 ALMA**-telescopen die hier over 5 jaar zullen staan. De extra zuurstof in de cabine - vergelijkbaar met de hoeveelheid op 4000 meter - is weldadig, maar langer dan acht uur achter elkaar mag hij hier niet blijven, vertelt Lundgren. En dan alleen overdag: overnachten op deze hoogte is uit den boze.

De APEX-telescoop, en over vijf jaar ook de ALMA-telescopen, worden dan ook niet vanaf hier bestuurd. Dat gebeurt vanuit het 2000 meter lager gelegen OSF, het barakkendorpje op de bergflank waar we net vandaan komen. Een telescoop met afstandsbediening dus, en dat is wel heel ver verwijderd van het romantische plaatje van de eenzame astronoom die in een verduisterde koepel door de lens kijkt.

Lundgren maakt zich trouwens klaar om vroegtijdig naar beneden af te reizen, want het weer is de laatste twee uur behoorlijk verslechterd. Negen maanden per jaar mag het dan kurkdroog zijn op deze hoogte, vandaag benemen sneeuw en wolken ons alle zicht. Geen bergtoppen, geen vulkanen, en we zien ook niks van de nu nog lege hoogvlakte waar de ALMA-telescopen moeten verrijzen. “Daar ergens,” wijst iemand de sneeuw in.

Lundgren gaat nog even naar buiten om de tanks met vloeibaar helium bij te vullen, een dagelijks ritueel bedoeld om de APEX-detector op temperatuur te houden. Twee zuurstofslangetjes prijken in zijn neus, want ook Lundgren is niet immuun voor de cognitieve mist die op deze hoogte op kan treden. En met vloeibaar helium - temperatuur zo’n 270 graden onder nul - kan je beter geen fouten maken. We lopen achter hem aan de trappen op naar het hart van de telescoop. “Niet te snel, niet te snel”, klinkt het nog waarschuwend maar het blijft moeilijk om m’n zeetempo aan te passen aan de zuurstofarme omstandigheden hier. Duizelig grijp ik de reling, en leen van iemand een zuurstoffles. Pfff. Dat scheelt

De televisieploeg van RTL doet onder barre omstandigheden zijn werk - hier interviewt verslaggever Bart Hettema journalist Govert Schilling - en na een uur sneeuw- en zuurstofhappen gaan we weer terug naar beneden. Tegen die tijd is de zuurstofverzadiging van mijn bloed - en dat van mijn collega’s - vervaarlijk dicht in de buurt van 60 procent gekomen.

Als we weer beneden zijn, bekent Claus Madsen, public affairs manager van ESO, er een hard hoofd in te hebben gehad of het zou lukken, de terugreis. Dat is altijd fijn om te horen, als je weer terugbent.

Oh ja. En zo schijnt het uitzicht te zijn op het Chajnantorplateau, waar in 2012 dus 66 telescopen zullen staan. Maar dat hebben we dus niet gezien. De ESO-fotograaf die onderstaande foto maakte, had meer geluk.

* APEX: Atacama Pathfinder EXperiment

** ALMA: Atacama Large Millimeter Array.